鄭來(lái)寧，侯文慶，杜連鵬，馮攀屹

（北京國(guó)貿(mào)東孚工程科技有限公司，北京 100037）

20世紀(jì)90年代，我國(guó)利用世界銀行貸款改善中國(guó)糧食流通項(xiàng)目，逐步引進(jìn)了一批大容量、高效率的筒倉(cāng)儲(chǔ)糧設(shè)施[1-2]。糧食筒倉(cāng)以其機(jī)械化程度高、占地面積小、密閉性能好、抗震性能好等明顯優(yōu)勢(shì)，在糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)中得到廣泛的推廣及應(yīng)用[3]。但糧食筒倉(cāng)在應(yīng)用過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，如裝糧高度高，與倉(cāng)底落差大，導(dǎo)致糧食入倉(cāng)時(shí)速度快、沖擊大，造成糧食出現(xiàn)不同程度的破碎及自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象。糧食破碎及自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象對(duì)糧食的長(zhǎng)期儲(chǔ)存帶來(lái)很多不利因素，嚴(yán)重影響儲(chǔ)糧品質(zhì)[4-5]。針對(duì)這些問(wèn)題，國(guó)內(nèi)諸多糧食工作者及設(shè)備制造企業(yè)開(kāi)拓思路、不斷創(chuàng)新，研究出了諸多防破碎及自動(dòng)分級(jí)的裝置，在一定程度上解決了入倉(cāng)時(shí)的普遍性問(wèn)題。

1 糧食破碎和自動(dòng)分級(jí)形成的原因及影響因素

1.1 糧食破碎、自動(dòng)分級(jí)的形成原因

隨著科技水平的快速發(fā)展及機(jī)械化水平的提高，機(jī)械設(shè)備在倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)的應(yīng)用逐漸普遍，傳統(tǒng)的人工作業(yè)和包裝運(yùn)輸中出現(xiàn)的糧食破碎問(wèn)題，在當(dāng)前糧食物流過(guò)程中更加突出。

糧食的破碎率是影響糧食品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，糧食的運(yùn)輸與輸送、烘干、入倉(cāng)及出倉(cāng)過(guò)程中均會(huì)造成糧食的破碎。目前糧食運(yùn)輸方式大多為散糧，在運(yùn)輸途中的相互撞擊不可避免的會(huì)造成糧食一定程度的破碎；濕糧在烘干過(guò)程中，水分的快速流失及溫度的快速升高，使籽粒內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力聚積“失去平衡”，導(dǎo)致糧食稍遇外力便出現(xiàn)破碎現(xiàn)象[6]，試驗(yàn)表明，干燥溫度超過(guò)150℃、受熱溫度超過(guò)60 ℃或一次降水幅度超過(guò)3%時(shí)，玉米的裂紋率就會(huì)大大增加，導(dǎo)致烘后糧食破碎率增值超過(guò)1.5%、裂紋率增值超過(guò)15%[7-8]；糧食入倉(cāng)時(shí)的高度落差導(dǎo)致的強(qiáng)烈撞擊，以及出入倉(cāng)過(guò)程中的提升及輸送設(shè)備對(duì)糧食的擠壓、撞擊也會(huì)造成糧食破碎率的增加，而且是影響糧食破碎率的主要因素，據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械設(shè)備導(dǎo)致的糧食破碎率在5%以上，甚至高達(dá)10%及以上[9]。

自動(dòng)分級(jí)是糧堆散落性的一種反映，指糧粒在震動(dòng)、移動(dòng)或入倉(cāng)時(shí)，同類(lèi)型、同質(zhì)量的組分集中在糧堆的某一部位，引起糧堆組分重新分布的現(xiàn)象[10-11]，是顆粒在自由運(yùn)動(dòng)時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生且不可避免的一種現(xiàn)象[12]。糧堆是由糧粒、雜質(zhì)和蟲(chóng)霉等多種組分構(gòu)成的非均質(zhì)聚集體，糧粒有飽滿(mǎn)與癟瘦、完整與破碎之分，水分含量也不盡相同；雜質(zhì)有輕重、形狀與大小的不同[13]，彼此的摩擦力、重力和空氣動(dòng)力學(xué)特性的不同，造成其散落性的不同。在糧食入倉(cāng)時(shí)，散落性不同的顆粒會(huì)引起糧堆組分的重新分布，形成以倉(cāng)筒軸線為中心到倉(cāng)壁由不同的顆粒組成的同心圓，即：灰塵–雜質(zhì)–破碎糧的小顆粒–破碎糧的大顆粒–輕粒糧–重粒糧?；覊m、雜質(zhì)和破碎糧的小顆粒形成的雜質(zhì)區(qū)處于倉(cāng)筒的中心部位，雜質(zhì)區(qū)的直徑通常為3～4 m[11]。

1.2 糧食破碎、自動(dòng)分級(jí)的影響因素

糧食的破碎、自動(dòng)分級(jí)與糧食品種、含水率、含雜率等因素密切相關(guān)。糧食品種對(duì)于其發(fā)生破碎、自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象的影響主要取決于其結(jié)構(gòu)特性及物理特性等，如玉米由于粉質(zhì)率高、籽粒較大等特點(diǎn)，在烘干及入倉(cāng)時(shí)極易發(fā)生破碎問(wèn)題[14]，據(jù)相關(guān)檢驗(yàn)結(jié)果顯示，2008年度集港產(chǎn)自東北的76 571份、代表玉米實(shí)際數(shù)量約460萬(wàn)t玉米樣品，破損粒含量最高可達(dá)6.33%[15]。大豆由于散落性好的特點(diǎn)，加之應(yīng)用最多的淺圓倉(cāng)僅有一個(gè)入糧點(diǎn)，在入倉(cāng)時(shí)極易發(fā)生嚴(yán)重的自動(dòng)分級(jí)問(wèn)題，其中心落點(diǎn)雜質(zhì)含量與倉(cāng)周含量差異至少十倍以上，處理難度較大[16-17]。糧食含水率也是影響其破碎率及自動(dòng)分級(jí)的一個(gè)重要因素，以東北玉米為例，含水率低的玉米，籽粒較硬，表皮柔韌性低，加之水分含量越低，烘干時(shí)的溫度越高，降水幅度越大，玉米的裂紋率越高，在輸送過(guò)程中的撞擊與擠壓，以及入倉(cāng)過(guò)程中高落差下的撞擊，更易出現(xiàn)較高的破碎率[8,18]，糧食破碎率的增加也會(huì)引起入倉(cāng)時(shí)自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象的增加。糧食的收儲(chǔ)過(guò)程中，不可避免的會(huì)帶入泥土、砂石、秸稈、編織袋等雜質(zhì)，糧食中雜質(zhì)含量越大，不同顆粒間的散落性差異越大，在入倉(cāng)時(shí)分級(jí)現(xiàn)象越嚴(yán)重等。

糧食的破碎與自動(dòng)分級(jí)為儲(chǔ)糧過(guò)程中兩個(gè)常見(jiàn)的現(xiàn)象，但又相互影響與關(guān)聯(lián)，如糧食的破碎引起糧食顆粒不均勻及容重差異，必然會(huì)造成入倉(cāng)時(shí)的自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象，因此糧食破碎也是影響糧食自動(dòng)分級(jí)的重要因素，控制糧食的破碎率可減少糧食入倉(cāng)時(shí)自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象的產(chǎn)生。

糧食破碎及自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象不僅直接影響糧食的使用價(jià)值，降低糧食的加工品質(zhì)及貿(mào)易的商品等級(jí)，對(duì)于糧食的儲(chǔ)藏特性也產(chǎn)生極大影響，破碎的糧食和雜質(zhì)在入倉(cāng)時(shí)，形成以落糧點(diǎn)為中心的柱狀雜質(zhì)分級(jí)區(qū)域，該區(qū)域中破碎糧粒、土塊等雜質(zhì)含量可達(dá)10%～14%，嚴(yán)重時(shí)高達(dá)20%及以上[8]。在糧食的長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中，這些分級(jí)區(qū)域極易出現(xiàn)結(jié)露、發(fā)熱、霉變等影響儲(chǔ)糧安全的異?，F(xiàn)象，而在采取機(jī)械通風(fēng)、熏蒸、氣調(diào)等安全儲(chǔ)糧措施時(shí)，又成為“死角”部位，無(wú)法消除隱患，嚴(yán)重影響儲(chǔ)糧的安全穩(wěn)定性。

2 預(yù)防糧食破碎及自動(dòng)分級(jí)的措施

2.1 選擇合適的糧食干燥工藝

水分含量是影響糧食儲(chǔ)存安全性的重要指標(biāo)之一，水分含量過(guò)高，糧食容易發(fā)熱、霉變，嚴(yán)重影響糧食的儲(chǔ)存及加工特性。為保證糧食的儲(chǔ)存安全性，水分含量高的糧食（主要為玉米），入庫(kù)前需進(jìn)行干燥處理，使其水分含量降低至安全水分。目前，熱風(fēng)干燥工藝是國(guó)內(nèi)糧食干燥普遍采用的工藝，利用塔式烘干機(jī)進(jìn)行高溫干燥，降低糧食水分含量，同時(shí)通過(guò)提高風(fēng)溫來(lái)提高烘干機(jī)的產(chǎn)量。如果過(guò)度追求產(chǎn)量，一次性降水幅度過(guò)大，降水速度過(guò)快，就會(huì)出現(xiàn)裂紋率增加、破碎率增加的現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)表明，在玉米的干燥過(guò)程中，當(dāng)干燥溫度超過(guò)150 ℃、糧食受熱溫度超過(guò)60 ℃或一次降水幅度超過(guò)3%時(shí)，玉米的裂紋率就會(huì)大大增加[19-20]。在已有干燥機(jī)使用中，通過(guò)適當(dāng)降低產(chǎn)量、降低干燥溫度、延長(zhǎng)干燥時(shí)間，必要時(shí)進(jìn)行二次干燥以降低一次性降水幅度等措施，可降低糧食干燥后裂紋率及破碎率的增加[7]。故，選擇合理的干燥工藝是減少糧食破碎的關(guān)鍵措施。

2.2 選擇合理的進(jìn)出倉(cāng)工藝

筒倉(cāng)糧食進(jìn)倉(cāng)時(shí)，入倉(cāng)糧落差大、下降速度快，如不采取措施，糧食與地面或籽粒的猛烈碰撞會(huì)造成糧食大量破碎，同時(shí)不可避免地產(chǎn)生糧食、碎糧及雜質(zhì)的自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象。糧食進(jìn)倉(cāng)時(shí)，傾角大、長(zhǎng)度長(zhǎng)、垂直管道高的溜管對(duì)糧食也存在很大沖擊力，極易造成糧食破碎。因此設(shè)計(jì)進(jìn)出倉(cāng)工藝時(shí)，應(yīng)避免多次提升與拋料、溜管過(guò)長(zhǎng)或傾角過(guò)大，或在進(jìn)糧口處，增設(shè)附壁溜槽、伸縮管或減壓管內(nèi)緩沖器，減緩入倉(cāng)糧粒的下降速度，可在一定程度上減少碎糧產(chǎn)生[21]。此外，糧食中雜質(zhì)含量是影響其自動(dòng)分級(jí)的主要因素，來(lái)糧過(guò)篩清理、提高入倉(cāng)糧食質(zhì)量是消除雜質(zhì)分級(jí)的最好方法，可在進(jìn)倉(cāng)前增加清理環(huán)節(jié)，根據(jù)來(lái)糧雜質(zhì)含量選擇一道或者多道清理設(shè)備來(lái)完成。

2.3 選擇合理的輸送設(shè)備

糧食進(jìn)出倉(cāng)輸送過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)多級(jí)輸送設(shè)備進(jìn)行輸送，不可避免的會(huì)發(fā)生碰撞、沖擊，造成糧食的破碎現(xiàn)象，斗式提升機(jī)、刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)等是造成糧食在輸送過(guò)程中破碎的主要對(duì)象。這些輸送機(jī)械在制造、安裝、調(diào)試等環(huán)節(jié)大多注重輸送能力的實(shí)現(xiàn)，忽略了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)糧食破碎的影響，尤其是大宗糧食品種玉米，多臺(tái)設(shè)備多次倒運(yùn)后，致使破碎率明顯增加。

斗式提升機(jī)的回流和糧食與拋糧罩的高速撞擊是造成破碎的主要因素[22]，在提升過(guò)程中，進(jìn)料處底部糧堆受到挖取物料的畚斗擠壓，畚斗外的物料與畚斗、機(jī)尾斜導(dǎo)流板發(fā)生摩擦，造成糧食的破碎，且?guī)僭礁?、卸料口尺寸越? 碰撞越激烈, 造成的破碎越嚴(yán)重[23]。因此在選擇斗式提升機(jī)設(shè)備時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮塑料畚斗，且畚斗與斗提機(jī)底部的距離越小越好[24-25]，此外，將面對(duì)面相連的斗式提升機(jī)出料口連接，中間增加隔板，同時(shí)增加尼龍輸送帶等緩沖層，或在頭部罩殼拋料處增加緩沖擋簾等，也可在一定程度上減少糧食破碎[26]。

對(duì)于刮板輸送機(jī)，糧食在輸送過(guò)程中，極易落入刮板下方的間隙中，產(chǎn)生摩擦、擠壓以及與底層的碰撞，導(dǎo)致糧食破碎率的增加，且越靠近刮板底部，糧粒破碎越嚴(yán)重[27]。因此，在選用刮板輸送機(jī)時(shí)，可以通過(guò)加厚導(dǎo)軌，擴(kuò)大刮板與底板間隙，使間隙大于糧食顆粒，減少輸送過(guò)程中對(duì)糧食的擠壓，以及在進(jìn)料口加設(shè)擋料板，使糧食輸送過(guò)程中散落在刮板鏈條中間位置，減少刮板機(jī)鏈條跑偏引起的糧食沖擊等方式，減少輸送過(guò)程中糧食破碎率的增加。此外，由于刮板輸送機(jī)導(dǎo)致糧食破碎的現(xiàn)象無(wú)法避免，因此，大產(chǎn)量、遠(yuǎn)距離輸送時(shí)不建議考慮刮板輸送機(jī)，可采用單托輥或雙氣墊帶式輸送機(jī)，故障率及能耗更低，運(yùn)行更加平穩(wěn)，且更便于維修，但在采用帶式輸送機(jī)的時(shí)候也應(yīng)盡量避免多次搭接。

3 防破碎及自動(dòng)分級(jí)裝置的應(yīng)用

糧食筒倉(cāng)主要包括淺圓倉(cāng)和立筒倉(cāng)，目前在糧食行業(yè)，淺圓倉(cāng)主要用于儲(chǔ)備，立筒倉(cāng)用于中轉(zhuǎn)，對(duì)于防破碎及自動(dòng)分級(jí)需求不大，因此本文著重介紹防破碎及自動(dòng)分級(jí)裝置在淺圓倉(cāng)中的應(yīng)用。

糧食破碎主要是輸送過(guò)程及進(jìn)倉(cāng)過(guò)程中的撞擊導(dǎo)致的，因此目前應(yīng)用于淺圓倉(cāng)的防破碎裝置主要通過(guò)增加緩沖和減少撞擊實(shí)現(xiàn)防破碎的目的，相關(guān)裝置較為單一，如附壁折板防破碎裝置；防自動(dòng)分級(jí)裝置主要通過(guò)增加布料器實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)進(jìn)倉(cāng)達(dá)到防自動(dòng)分級(jí)的目的，相關(guān)裝置較多，如壓力門(mén)傘形多點(diǎn)布料器、閥控式防分級(jí)裝置及數(shù)控式旋轉(zhuǎn)布糧器等；此外，也有同時(shí)預(yù)防破碎和自動(dòng)分級(jí)的裝置，如多功能中心減壓管。目前這些裝置已在倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施中廣泛應(yīng)用，但其應(yīng)用效果不同，下面對(duì)這些設(shè)備的使用情況進(jìn)行詳細(xì)分析，糧食工作者在糧食倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)過(guò)程中可根據(jù)儲(chǔ)糧品種、糧食品質(zhì)、設(shè)備投資等多方面合理選擇。

3.1 附壁折板防破碎裝置

附壁折板防破碎裝置是一種溜槽式的緩沖裝置，該裝置在筒倉(cāng)的進(jìn)料口處設(shè)置固定的敞開(kāi)式斜溜糧槽（角度與糧食品種相關(guān)），再與筒倉(cāng)側(cè)壁上的附壁溜糧槽相接，附壁溜槽是由鋼構(gòu)架及溜糧槽板組成的斜度為30～35°的回轉(zhuǎn)折疊式排布的敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)[28]。該裝置通過(guò)不斷改變糧食流向，增加糧食顆粒之間的相互作用，降低糧食入倉(cāng)速度，減少糧粒之間及與地面之間的沖擊力，達(dá)到降低糧食破碎的目的。附壁折板裝置制作簡(jiǎn)單，但設(shè)計(jì)不合理時(shí)會(huì)出現(xiàn)糧食“跳樓”現(xiàn)象，失去防破碎的意義，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)糧食品種嚴(yán)格控制溜槽角度，同時(shí)在斜溜槽上設(shè)緩沖裝置，防止糧食流速過(guò)快。此外，在使用過(guò)程中，無(wú)法避免糧食的自動(dòng)分級(jí)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)全部聚集在筒倉(cāng)邊緣，尤其是裝置的正下方。

附壁折板防破碎裝置具體形式如圖1所示。

3.2 壓力門(mén)式傘形多點(diǎn)布料器

壓力門(mén)式傘形多點(diǎn)布料器[29-30]是一種無(wú)動(dòng)力的防糧食自動(dòng)分級(jí)裝置，已在多個(gè)糧庫(kù)應(yīng)用，能較好解決糧食入倉(cāng)時(shí)的自動(dòng)分級(jí)問(wèn)題，且以自動(dòng)分級(jí)最為嚴(yán)重的大豆中應(yīng)用效果最好，能很好的實(shí)現(xiàn)淺圓倉(cāng)大豆入倉(cāng)的整倉(cāng)布料均勻性，消除糧堆內(nèi)部通風(fēng)死角，解決淺圓倉(cāng)入倉(cāng)時(shí)單點(diǎn)落料分級(jí)嚴(yán)重的問(wèn)題。

多點(diǎn)布料器主要由導(dǎo)流器、溢料筒、壓力門(mén)、傘形分配器和溜槽等部件組成。其中導(dǎo)流器、溢料筒安裝在淺圓倉(cāng)的卸料筒內(nèi)，壓力門(mén)安裝在卸料筒的入糧口下端，傘形分配器安裝在壓力門(mén)下方，傘形分配器由外周圓環(huán)和中心漏斗構(gòu)成；傘形分配器的外周圓環(huán)上以30°間隔、分兩層排列著24個(gè)出口，外接24根溜槽，可形成24個(gè)落糧點(diǎn)，加上中心落料點(diǎn)，共有25個(gè)落糧點(diǎn)保證糧食入倉(cāng)時(shí)的均勻分布。此外，25個(gè)卸料點(diǎn)同時(shí)入倉(cāng)在一定程度上可以降低入倉(cāng)后的平倉(cāng)工作量，提高平倉(cāng)效率。然而該裝置的缺點(diǎn)是在防止糧食自動(dòng)分級(jí)的同時(shí)無(wú)法兼顧防破碎作用。具體形式如圖2所示。

3.3 閥控式防分級(jí)裝置

閥控式防分級(jí)是一種減少糧食入倉(cāng)時(shí)自動(dòng)分級(jí)的裝置，采用單點(diǎn)間斷、多點(diǎn)循環(huán)的入糧方式[31-32]。該裝置主要由分配器、分配溜槽（氣動(dòng)閥門(mén)）、普通溜槽及控制系統(tǒng)（流量計(jì)、氣管、氣動(dòng)控制箱和空氣濾清器等）組成。整個(gè)裝置共有6個(gè)分支，每個(gè)分支暫設(shè)3個(gè)出糧口，總共有18個(gè)出糧口，分支溜槽通過(guò)吊桿固定于糧倉(cāng)頂部。

閥控式防分級(jí)裝置的工作原理為，控制系統(tǒng)利用糧食的流量信息控制分配器及各個(gè)分配溜槽上翻板閥門(mén)的啟閉時(shí)間，從而控制落點(diǎn)的位置和該次糧堆的數(shù)量。糧食的入倉(cāng)方式為多點(diǎn)、多層交叉落料。多點(diǎn)是在同一層面上多個(gè)落料點(diǎn)進(jìn)行交叉落料，使每層糧食的雜質(zhì)破碎聚集區(qū)域相對(duì)分散；多層是在糧倉(cāng)的縱向形成多個(gè)料層，相互錯(cuò)開(kāi)層與層之間的雜質(zhì)及破碎聚集區(qū)域，同時(shí)中間層（雜質(zhì)、破碎含量低的糧食）又隔斷了上下兩層的破碎聚集區(qū)。

該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)包括：①采用單點(diǎn)間斷、多點(diǎn)循環(huán)的落料方式，使雜質(zhì)由集中圓柱狀分布變?yōu)樾F(tuán)狀立體分布；②可采用PLC控制，具備自動(dòng)進(jìn)倉(cāng)切換功能，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制或遠(yuǎn)程控制；③單個(gè)點(diǎn)落料重量可控，保證每點(diǎn)進(jìn)料量基本相同，確保整倉(cāng)雜質(zhì)倉(cāng)內(nèi)分布相對(duì)均勻；④無(wú)需動(dòng)力，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，無(wú)安全隱患，運(yùn)行能耗低；⑤安裝不影響倉(cāng)房原有的防水、氣密、熏蒸、測(cè)溫等功能。該裝置與壓力門(mén)式傘形多點(diǎn)布料器相比，可控性強(qiáng)，能通過(guò)閥門(mén)開(kāi)啟調(diào)節(jié)出糧口、出糧時(shí)間，使得雜質(zhì)在平面上和立面上均實(shí)現(xiàn)均勻分布，但同樣存在無(wú)法兼顧防破碎作用的問(wèn)題，該裝置具體形式如圖3所示。

圖3 閥控式防分級(jí)裝置示意圖Fig.3 Valve-controlle d anti-grading device

3.4 數(shù)控式旋轉(zhuǎn)布糧器

數(shù)控式旋轉(zhuǎn)布糧器是采用變速控制技術(shù)，通過(guò)調(diào)整溜槽的旋轉(zhuǎn)速度，將糧食以拋物線的形式精確的拋向倉(cāng)內(nèi)不同的位置，緩解筒倉(cāng)入糧時(shí)倉(cāng)中心區(qū)域的雜質(zhì)聚集現(xiàn)象的裝置[33-34]，如圖4所示。數(shù)控式旋轉(zhuǎn)布料器主要由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)筒、溜槽，以及 PLC、變頻器、電氣控制設(shè)備等部分組成。糧食進(jìn)入布料器的轉(zhuǎn)筒后，從旋轉(zhuǎn)的溜槽甩出，以拋物線的形式下落，通過(guò)控制溜槽的轉(zhuǎn)速，形成不同的落料點(diǎn)，從而將不同雜質(zhì)類(lèi)型，不同粒型的糧食均勻分布。

圖4 數(shù)控式旋轉(zhuǎn)布糧器示意圖Fig.4 CNC rotary grain distributor

該布料器的優(yōu)點(diǎn)為設(shè)備簡(jiǎn)單、占用空間小、能有效的解決自動(dòng)分級(jí)問(wèn)題，同時(shí)極大的減少平倉(cāng)量。但其缺點(diǎn)也較為突出，首先，包含動(dòng)力裝置和傳動(dòng)部件，運(yùn)行時(shí)會(huì)增加能耗；其次，安裝完成后拆卸不便，發(fā)生故障時(shí)不易檢修，且日常維護(hù)保養(yǎng)需求較高；最后，糧食非自然落下，而是以拋物線的形式被甩出，糧食下落初速度大，會(huì)增加糧食破碎率。

3.5 多功能中心減壓管

多功能中心減壓管是一種集防分級(jí)、防破碎、通風(fēng)降溫、環(huán)流熏蒸等多功能于一體的裝置，且近年來(lái)，技術(shù)不斷優(yōu)化，其防分級(jí)及破碎的效果明顯提高，廣泛應(yīng)用于糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)[35]。多功能中心管主要由離心風(fēng)機(jī)、粉雜分散器及減壓管等部件組成，如圖5所示。其工作原理[36-37]為：糧食進(jìn)入粉雜分散器內(nèi)，使其在未分級(jí)時(shí)成圓環(huán)狀均勻下落，隨后通過(guò)風(fēng)機(jī)的氣流作用，吹散其中的輕浮雜質(zhì)，使得粉塵和輕型雜質(zhì)均勻布置在倉(cāng)內(nèi)，減輕倉(cāng)中心區(qū)域雜質(zhì)分級(jí)程度；接料斗將糧流集中至減壓管內(nèi)，通過(guò)減壓管內(nèi)的溢流緩沖器和導(dǎo)流緩沖器，自由落體的糧流改為在減壓管內(nèi)的有限流動(dòng)，在接觸底部糧食后由溜槽流出，沿錐體斜面呈下滑狀態(tài)分布于倉(cāng)內(nèi)。這種進(jìn)料方式既能減緩糧食的下降速度，又能有效減少入倉(cāng)雜質(zhì)的分級(jí)程度，是目前國(guó)內(nèi)唯一能將防破碎及自動(dòng)分級(jí)結(jié)合的裝置。此外，該裝置同時(shí)兼顧多種儲(chǔ)糧技術(shù)，包括機(jī)械通風(fēng)、環(huán)流熏蒸、充氮?dú)庹{(diào)等，將多種技術(shù)融合在一起，減少倉(cāng)外管道的布置。

圖5 多功能中心減壓管示意圖Fig.5 Schematic diagram of pressure relief pipe in multifunctional center

但該裝置也存在一定的缺陷，首先，多功能中心減壓管從倉(cāng)頂連接至倉(cāng)底，貫穿整個(gè)筒倉(cāng)內(nèi)部，雖對(duì)倉(cāng)容無(wú)太大影響，但該裝置處于糧堆中央位置，當(dāng)出現(xiàn)糧食板結(jié)問(wèn)題時(shí)，會(huì)導(dǎo)致清理困難；其次，經(jīng)實(shí)踐論證，通過(guò)多功能中心管裝置中的雙漏斗導(dǎo)流器、粉質(zhì)分散器和減壓管內(nèi)進(jìn)料能使糧食的雜質(zhì)分級(jí)及破碎現(xiàn)象得到較大改觀，但在中心管內(nèi)還是會(huì)聚集大量的破碎糧粒和較重雜質(zhì)，需在入糧結(jié)束后，將此部分高雜糧食放出、經(jīng)清理后再入倉(cāng)才能進(jìn)入正常儲(chǔ)藏，且只有具有中心出糧口的筒倉(cāng)才能順利實(shí)現(xiàn)，否則將形成新的儲(chǔ)糧隱患；最后，由于該裝置長(zhǎng)期處于糧堆中，易受糧食側(cè)壓力及溫濕度變化的影響，如果安裝不當(dāng)或中心管強(qiáng)度不足，極易出現(xiàn)設(shè)備腐蝕、扭曲變形等問(wèn)題，影響結(jié)構(gòu)安全性，增加安全隱患。

4 小結(jié)

糧食破碎及自動(dòng)分級(jí)是糧食入倉(cāng)過(guò)程中不可避免的問(wèn)題，尤其是近年來(lái)，隨著機(jī)械化裝備以及筒倉(cāng)儲(chǔ)糧技術(shù)在儲(chǔ)糧行業(yè)的廣泛應(yīng)用，該問(wèn)題尤為突顯，嚴(yán)重影響儲(chǔ)糧穩(wěn)定性，亟需引起糧食倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)高度重視。除糧食自身性質(zhì)外，干燥工藝、進(jìn)出倉(cāng)工藝及輸送裝置等是影響糧食破碎及自動(dòng)分級(jí)的重要因素，因此，為降低糧食破碎及自動(dòng)分級(jí)引起的糧食損失、質(zhì)量降低以及安全隱患，倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)及糧食工作者需要綜合考慮儲(chǔ)糧品種、倉(cāng)型特點(diǎn)、工程投資等諸多因素，合理調(diào)整糧食干燥工藝參數(shù)，選擇合理的進(jìn)出倉(cāng)工藝以及輸送設(shè)備，必要時(shí)可選擇防破碎和自動(dòng)分級(jí)的裝置。但目前還存在一些問(wèn)題有待深入研究，如入倉(cāng)前最優(yōu)的烘干工藝參數(shù)的選擇、降低損失的最優(yōu)清理工藝的選擇等。此外，目前國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的一系列防破碎及防自動(dòng)分級(jí)的裝置，雖然在一定程度上解決糧食的破碎及自動(dòng)分級(jí)問(wèn)題，但也存在一定缺陷，如效果不理想、無(wú)法兼顧防破碎和防自動(dòng)分級(jí)，檢修困難等，因此還需要諸多糧食工作者及設(shè)備制造企業(yè)不斷實(shí)驗(yàn)及優(yōu)化創(chuàng)新，進(jìn)一步完善工藝及設(shè)備，實(shí)現(xiàn)糧食破碎及自動(dòng)分級(jí)問(wèn)題的同步改善。